Proceso BCD

Que é o proceso BCD?

O proceso BCD é unha tecnoloxía de proceso integrado dun só chip introducida por primeira vez por ST en 1986. Esta tecnoloxía pode crear dispositivos bipolares, CMOS e DMOS no mesmo chip. A súa aparencia reduce considerablemente a área do chip.

Pódese dicir que o proceso BCD aproveita plenamente as vantaxes da capacidade de accionamento bipolar, a alta integración e o baixo consumo de enerxía do CMOS e a alta tensión e a alta capacidade de fluxo de corrente do DMOS. Entre elas, o DMOS é a clave para mellorar a potencia e a integración. Co desenvolvemento da tecnoloxía de circuítos integrados, o proceso BCD converteuse na tecnoloxía de fabricación principal dos PMIC.

Diagrama transversal do proceso BCD, rede de orixe, grazas

Vantaxes do proceso BCD

O proceso BCD fai que os dispositivos bipolares, os dispositivos CMOS e os dispositivos de alimentación DMOS se atopen no mesmo chip ao mesmo tempo, integrando a alta transcondutancia e a forte capacidade de control de carga dos dispositivos bipolares e a alta integración e o baixo consumo de enerxía do CMOS, de xeito que poidan complementarse e aproveitar ao máximo as súas respectivas vantaxes; ao mesmo tempo, o DMOS pode funcionar en modo de conmutación cun consumo de enerxía extremadamente baixo. En resumo, o baixo consumo de enerxía, a alta eficiencia enerxética e a alta integración son unha das principais vantaxes do BCD. O proceso BCD pode reducir significativamente o consumo de enerxía, mellorar o rendemento do sistema e ter unha mellor fiabilidade. As funcións dos produtos electrónicos aumentan día a día e os requisitos para os cambios de tensión, a protección dos condensadores e a extensión da vida útil da batería son cada vez máis importantes. As características de alta velocidade e aforro de enerxía do BCD cumpren cos requisitos do proceso para os chips de xestión de enerxía/analóxicos de alto rendemento.

Tecnoloxías clave do proceso BCD

Os dispositivos típicos do proceso BCD inclúen CMOS de baixa tensión, tubos MOS de alta tensión, LDMOS con varias tensións de ruptura, díodos NPN/PNP e Schottky verticais, etc. Algúns procesos tamén integran dispositivos como JFET e EEPROM, o que resulta nunha gran variedade de dispositivos no proceso BCD. Polo tanto, ademais de considerar a compatibilidade dos dispositivos de alta tensión e os dispositivos de baixa tensión, os procesos de dobre clic e os procesos CMOS, etc. no deseño, tamén se debe considerar a tecnoloxía de illamento axeitada.

Na tecnoloxía de illamento BCD, xurdiron unha tras outra moitas tecnoloxías como o illamento de unións, o autoillamento e o illamento dieléctrico. A tecnoloxía de illamento de unións consiste en fabricar o dispositivo na capa epitaxial de tipo N do substrato de tipo P e usar as características de polarización inversa da unión PN para lograr o illamento, porque a unión PN ten unha resistencia moi alta baixo polarización inversa.

A tecnoloxía de autoillamento é esencialmente o illamento por unión PN, que se basea nas características naturais da unión PN entre as rexións de fonte e dreno do dispositivo e o substrato para lograr o illamento. Cando o tubo MOS está activado, a rexión de fonte, a rexión de dreno e o canal están rodeados pola rexión de esgotamento, formando un illamento do substrato. Cando está desactivado, a unión PN entre a rexión de dreno e o substrato está polarizada inversamente e a alta tensión da rexión de fonte está illada pola rexión de esgotamento.

O illamento dieléctrico emprega medios illantes como o óxido de silicio para conseguir o illamento. Baseándose no illamento dieléctrico e no illamento de unións, desenvolveuse un illamento cuasidieléctrico combinando as vantaxes de ambos. Ao adoptar selectivamente a tecnoloxía de illamento anterior, pódese conseguir compatibilidade de alta e baixa tensión.

Dirección de desenvolvemento do proceso BCD

O desenvolvemento da tecnoloxía do proceso BCD non é como o proceso CMOS estándar, que sempre seguiu a lei de Moore para desenvolverse na dirección dun ancho de liña menor e unha velocidade máis rápida. O proceso BCD diferénciase e desenvólvese aproximadamente en tres direccións: alta tensión, alta potencia e alta densidade.

1. Dirección BCD de alta tensión

O BCD de alta tensión pode fabricar circuítos de control de baixa tensión de alta fiabilidade e circuítos de nivel DMOS de ultra alta tensión no mesmo chip ao mesmo tempo, e pode realizar a produción de dispositivos de alta tensión de 500-700 V. Non obstante, en xeral, o BCD segue sendo axeitado para produtos con requisitos relativamente altos para dispositivos de alimentación, especialmente dispositivos BJT ou DMOS de alta corrente, e pódese usar para o control de potencia en iluminación electrónica e aplicacións industriais.

A tecnoloxía actual para a fabricación de BCD de alta tensión é a tecnoloxía RESURF proposta por Appel et al. en 1979. O dispositivo está fabricado cunha capa epitaxial lixeiramente dopada para facer que a distribución do campo eléctrico superficial sexa máis plana, mellorando así as características de ruptura superficial, de xeito que a ruptura se produza no corpo en lugar da superficie, aumentando así a tensión de ruptura do dispositivo. O dopaxe lixeiro é outro método para aumentar a tensión de ruptura do BCD. Usa principalmente dreno difuso dobre DDD (double Doping Drain) e dreno lixeiramente dopado LDD (lightly Doping Drain). Na rexión de dreno DMOS, engádese unha rexión de deriva de tipo N para cambiar o contacto orixinal entre o dreno N+ e o substrato de tipo P ao contacto entre o dreno N- e o substrato de tipo P, aumentando así a tensión de ruptura.

2. Dirección BCD de alta potencia

O rango de tensión do BCD de alta potencia é de 40-90 V e úsase principalmente en electrónica de automóbiles que require capacidade de accionamento de corrente elevada, tensión media e circuítos de control sinxelos. As súas características de demanda son capacidade de accionamento de corrente elevada, tensión media e o circuíto de control adoita ser relativamente sinxelo.

3. Dirección BCD de alta densidade

BCD de alta densidade, o rango de tensión é de 5-50 V, e algúns dispositivos electrónicos para automóbiles chegan aos 70 V. Pódense integrar funcións cada vez máis complexas e diversas no mesmo chip. O BCD de alta densidade adopta algunhas ideas de deseño modular para lograr a diversificación de produtos, utilízase principalmente en aplicacións de electrónica para automóbiles.

Principais aplicacións do proceso BCD

O proceso BCD úsase amplamente na xestión de enerxía (control de enerxía e batería), unidades de visualización, electrónica automotriz, control industrial, etc. O chip de xestión de enerxía (PMIC) é un dos tipos importantes de chips analóxicos. A combinación do proceso BCD e a tecnoloxía SOI tamén é unha característica importante do desenvolvemento do proceso BCD.

VET-China pode fornecer pezas de grafito, feltro ríxido brando, pezas de carburo de silicio, pezas de carburo de silicio CvD e pezas revestidas de sic/Tac en 30 días.
Se estás interesado nos produtos semicondutores mencionados anteriormente, non dubides en contactar connosco a primeira vez.

Tel.: +86-1891 1596 392
WhatsApp: 86-18069021720
Correo electrónico:yeah@china-vet.com